采矿工程毕业设计（论文）-朱集矿1.5Mta新井设计【全套图纸】

中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 学 号： ： 21056051 学 院： 应应 用用 技技 术术 学学 院院 专 业： 采采 矿矿 工工 程程 设计题目： 朱集朱集矿矿 1.5 Mt/a 新新 井井 设设 计计 专 题： 矿矿井瓦斯井瓦斯综综合防治合防治 指导教师： 职 称： 讲讲 师师 2009 年 6 月 徐州 中国矿业大学毕业设计任务书 学院 应用技术学院 专业年级 采矿 05 学生姓名 任任务务下下达达日日期期：2009 年年 3 月月 9 日日 毕业设计日期：毕业设计日期： 2009 年年 3 月月 9 日至日至 2009 年年 6 月月 5 日日 毕业设计题目：毕业设计题目： 朱集矿朱集矿 1.5 Mt/a 新井设计新井设计 毕业设计专题题目：矿井瓦斯综合防治毕业设计专题题目：矿井瓦斯综合防治 毕业设计主要内容和要求：毕业设计主要内容和要求： 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 院长签字： 指导教师签字： 摘 要 本设计包括三部分：一般部分，专题部分和翻译部分。 一般部分是朱集矿 1.5Mt/a 新井设计。全篇共分为十个部分：矿井概 述及井田地质特征、井田境界和储量、矿井工作制度、设计生产能力及服 务年限、井田开拓、准备方式带区巷道布置、采煤方法、井下运输、矿 井提升与运输、矿井通风与安全和矿井主要经济技术指标。 朱集矿井位于安徽省淮南市境内。矿井中心东南距淮南洞山约 38km， 交通极为方便。矿区范围：西部与潘北矿相接，东部与皖北局毗邻，北部 以明龙山断层为界，南部以 F72 断层为界。东西走向长约 7.9km，南北宽 3.6km，面积约 28.89km2。 13-1 煤层为可采煤层，厚度为 4.2m，平均倾角为 5。矿井正常涌水 量 100m3/h，属于高瓦斯矿井。煤尘有爆炸危险性，并且煤层有自燃发火倾 向。 朱集矿设计年生产能力为 1.5Mt/a，服务年限为 55.4a。矿井工作制度 为“三八”制。矿井的采煤方法主要为走向长壁综合机械化一次采全高。 矿井为单水平带区开拓。水平标高为-906m，采用立井开拓，主立井主要用 于提升煤炭，副立井主要用于提升人员、矸石、和材料等。 矿井采用一矿一面的高效作业方式。工作面长度为 195m。运输大巷采 用胶带运输煤炭，轨道大巷采用蓄电池电机车牵引 1.5t 固定箱式矿车运输 矸石和材料等。 矿井通风方式为抽出通风方式，风井布置方式为中央并列式。 专题部分主要介绍了矿井瓦斯综合防治。 翻译部分题目为：“Determination of rational support parameters of bolting and shotcreting with wire mesh in soft roadway”。 关键词：软岩巷道； 区域拉压； 拉伸变形； ABSTRACT This design includes three part: General part, translation part with special subject part. The general part is a mine of Zhuji mineral 1.5Mt/a new well in design. The whole article is divided into ten parts totally: The colliery says all and coalfield quality characteristic, coalfied state with keep deal, colliery work system, the ability of produce in design, and time limit to service, colliery expands and prepare the way takes the working area tunnel arranges and adopt coal method, the transport under ground, colliery promotes with transport, colliery well ventilated and safety with main economic technique index sign in shaft. The Zhuji mine locates in the city of Huainan, Anhui province. It is roughly 38 km apart from Dongshan in Huannan. the transportation is extremely convenient. Colliery scope is from the east of the Panbei mine locates to the west of the Wanbei Coal Mining Administration. the northern Borders and the southern Borders are the Minglong mountain faultage and the F72 faultage respectively. The alignment in longth roughly is 7.9 km, the breadth from north to south is 3.6km, area is 28.89km2. In the Coalfield 13-1 layer is adopted coal seam. The thickness of 13-1 coal seam is 4.2m, the average cape is 5. The colliery is normal to flow out the water measures 100 m3/ h, belongs to the high gas mineral. Coal contain Bang risk, and the coal seam has the tendency from spontaneous. The design produces ability for xieqiao mine is 1.5M t/ a, service time limit is 55.4 a. The mining work system is a “ three-eight “ system. The mining method of the mine is fully-mechanized full-seam mining face with longwall in the inclination. Mineral well is one level Gershgorim band the area expand. The level elevation is -906m, the adoption shaft expand, the main shaft used for promoting the coal primarily, the auxiliary shaft used for promoting the personnel, spoil primarily, with material etc. The colliery adopts one mine one efficiently working-face method, establish moreover a back up. The length of working-face is 195 m. The big lanel adopts belt conveyore to transport coal and storage battery electrical engineering cars lead 1.5t type mineral car conveyance spoil with material etc. The ventilated way under shaft is for drawing out the well ventilated way, the breeze well arranges way as centre concatenation method. The special subject part introduced a research of the gas comprehensive prevention treatment technology in mining. The translation is “Determination of rational support parameters of bolting and shotcreting with wire mesh in soft roadway”。 Keywords：soft rock roadway ; zonal compressive ; tensile deformation 1 1 矿区概述及井田地质特征矿区概述及井田地质特征 1 1.1 矿区概述 1 1.2 井田地质特征 3 2 2 井田境界和储量井田境界和储量.13 2.1 井田境界(本设计只涉及 13-1 煤层) 13 2.2 矿井的工业储量 .13 2.3 矿井的可采储量 .14 3 3 矿井工作制度、设计生产能力及服务年限矿井工作制度、设计生产能力及服务年限 17 3.1 矿井工作制度 .17 3.2 矿井生产能力及服务年限 .17 4 4 井田开拓井田开拓.20 4.14.1 井田开拓的方案井田开拓的方案 .20 4.2 开拓方案比较 .22 4.3 矿井的基本巷道 .30 5 5 准备方式准备方式带区巷道布置带区巷道布置.39 5.1 煤层地质特征 .39 5.2 采区巷道布置及生产系统 .40 5.3 带区车场及主要硐室 .45 6 6 采煤方法采煤方法.48 6.1 采煤工艺方式 .48 6.2 回采巷道布置 .61 7 7 矿井运输矿井运输.63 7.1 运输系统概述 .63 7.2 大巷辅助运输设备选型 .64 7.3 带区内运输设备选型 .65 8 8 矿井提升矿井提升.69 8.1 概述 .69 8.2 主副井提升 .69 9 9 矿井通风及安全矿井通风及安全 72 9.1 矿井通风系统选择 .72 9.3 矿井通风阻力计算 .85 9.4 选择矿井通风设备 .89 9.5 防止特殊灾害的安全措施 .93 10 设计矿井基本技术经济指标 96 专专题题部部分分98 矿井瓦斯综合防治矿井瓦斯综合防治99 1 矿井瓦斯爆炸防治.99 2 煤与瓦斯突出防治 102 3 矿井瓦斯抽放110 4 结论118 翻翻译译部部分分.119 英文原文120 中文译文127 参考文献参考文献.133 致致 谢谢 134 一一 般般 部部 分分 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 1 页 1 矿区概述及井田地质特征 1.1 矿区概述 1.1.1 井田位置、范围和交通位置井田位置、范围和交通位置 朱集东井田属朱集井田 27 勘探线以东部分，位于安徽省淮南市潘集区 与怀远县交界处的武前庄与骑龙庄一带，行政区划隶属淮南市潘集区和怀 远县，井田东南距淮南市洞山约 38km,地理坐标:东经 1164500116 5345，北纬 325015325430。井田东西长约 7.9km，南北宽约 3.6km，面积 28.89km2。矿井交通位置图见图 1-1。 图 1-1 矿井交通位置图 1.1.2 地形及河流地形及河流 本井田地处淮河冲积平原，地形平坦，地面标高一般在 +22.4+23.4m，东北部有明龙山低矮山丘，最高点标高126m，总体趋势 为北东高、南西低。 淮河为邻近本井的主要河流，历史最高洪水位标高为+25.63m（1954 年 7 月 29 日） ，两岸地势低洼，雨季淮河水位上涨易成内涝；北部茨怀新 河为人工开挖水利工程，宽约 200m，向东连接淮河。井田内尚有部分人工 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 2 页 沟渠，属农灌季节性水渠。 1.1.3 气象气象 本区气候温和，属季风暖温带半湿润气候，春秋温和雨少，夏季炎热 多雨，冬季寒冷多风。年平均气温 15.1，最高气温（1966 年 8 月 8 日） 41.4，最低气温（1969 年 1 月 31 日）21.7；春秋季多东南、东北风， 夏季多东南风，冬季多东北西北风，平均风速为 3.3m/，最大风速 22m/；全年平均降雨量 893.74mm，最大 1723.5mm。六、七、八三个月 为雨季，其降雨量约占全年总量的 40%左右。 。全年蒸发量 1242.9mm， 全 年无霜期 214.7 天，冻结期最早为 11 月 10 日（1968 年） ，最晚可至次年 3 月 16 日（1959 年） 。冻土最深可达 30cm。雪期一般介于每年 11 月上旬至 次年 3 月中旬之间。日最大积雪深度为 16cm，一般随降随化，积雪甚少。 1.1.4 自然地震自然地震 根据已掌握的地震历史资料，淮南市属于许昌淮南地震带，从地震 活动性、断裂构造、地形变化及第四纪地质、地貌等方面的情况来看，许 昌淮南地震带在新构造时期，活动是比较明显的。 自公元 294 年以来，许昌淮南地震带发生 4.75 级以上地震 14 次，其 中 1831 年淮南北部的平硪山（明龙山）发生 6.25 级地震，地震震中烈度为 8 度，公元 294 年 7 月，淮南八公山发生 5.5 级地震，地震震中烈度达 7 度。 除此之外，淮南周围的较大地震对淮南也曾产生过不同程度的破坏和 震感，如：著名的 1868 年山东郯城 8.5 级大地震，波及到淮南时的最大烈 度达 10 度，1979 年固镇 5 级地震，1979 年 7 月 9 日江苏溧阳 6 级地震， 1983 年 10 月 7 日山东荷泽 5.9 级地震，1984 年 5 月 21 日黄海 6.2 级地震 等，淮南市均有不同程度的震感。 国家地震局 1979 年 10 月，在淮南地区进行地应力普查，在 7km 的深 度截面地应力相对大小等值线图和断裂构造分析，明显地存在北西西向的 地应力高值区，存在一条东西向、一条北东向的深大断层。 根据国家标准 GB50011-2001建筑抗震设计规范 ，本区抗震设防烈 度为度，设计基本地震动峰值加速度为 0.10g。 1.1.5 矿区工农业生产概况矿区工农业生产概况 井田所在地淮南市潘集区总面积 600 平方公里，辖五镇五乡一个街道 办事处，人口 43 万，其中农业人口 35 万。气候温和，四季宜人，物阜民 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 3 页 丰，人杰地灵。潘集区致力于工业化、产业化、城镇化建设，取得了显著 成绩。 潘集区农业基础雄厚。境内沃野平畴，土质肥沃，雨量充沛，盛产稻、 麦、杂粮和各种瓜果蔬菜。通过大力调整农业产业结构，城郊型农业快速 发展。建立了优质粮、无公害蔬菜、优质畜禽和水产品四大基地和农业科 技园，农业产业化龙头企业逐步扩大, 农民人均纯收入 2786 元。 潘集区煤电资源十分丰富。已探明煤炭总储量 37 亿吨，建有潘一矿、 潘东、潘三 3 座现代化特大型煤矿。年设计总产 1000 万吨。区内有平圩发 电有限公司，装机容量达 120 万千瓦。2004 年正在开工建设的潘北煤矿， 年生产能力 400 万吨；田集电厂 460 万 KW 和平圩第二电厂 260 万 KW 超临界燃煤机组也已开工建设；装机容量 460 万 KW 的潘集电厂建设工程 前期准备工作正在进行。预计到 2010 年，区境内煤炭年产量达 2300 万吨， 发电装机容量达 720 万 KW，将成为华东地区一个重要的能源基地。 按目前潘谢矿区总体供电格局，矿区内已建 3 座大型的 220kV 区域变 电所，即位于本矿井西南约 14km 处的芦集 220kV 变电所、位于本矿井西 南约 30km 处的张集 220kV 变电所和位于本矿井西 25km 处的丁集 220kV 变电所。芦集和张集变电所设计均装设 2 台 120MVA 主变压器，丁集变电 所装设 2 台 150 MVA 主变压器。芦集变电所和丁集变电所均有 110kV 出线 间隔，为本矿井供电。 1.2 井田地质特征 1.2.1 煤系地层概况煤系地层概况 本矿区为全隐蔽含煤区，根据钻探揭露的地层，自老而新依次有奥陶 系、石炭系、二迭系、三迭系、第三系、第四系。本井田含煤地层为石炭 系和二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒子组为主要含煤层段。二 叠系含煤层段揭露厚度 649.95799.10m，平均 730.83m，共含煤 28 层，煤 层总厚 28.58m，含煤系数为 3.91%，自下而上依次可分为 7 个含煤段。可 采煤层共有 13 层，分别为 17-1、16-2、13-1、11-2、11-1、8、7-2、6、5- 2、5-1、4-2、4-1 和 3 煤层，平均总厚为 21.58m。其中 13-1、11-2、8、5-1 和 4-1 煤层为主要可采煤层，平均总厚 12.80m，约占可采煤层总厚的 59.3%；17-1、16-2、11-1、7-2、6、5-2、4-2 和 3 煤层为次要可采煤层，平 均总厚 8.78m。现对七个含煤段分述如下： 1二叠系下统山西组（P1S） 第一含煤段：揭露厚度 52.6482.30m，平均厚 67.46m，含 1、3 二层 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 4 页 局 部可采煤层，一般合并为 1 层，平均厚 2.46m，含煤系数为 3.65%。其 中 3 煤为局部可采煤层。底部为灰黑色海相泥岩，富含动物化石，系海湾 沉积；3 煤下以粉砂岩为主，互层状，常见腕足、瓣鳃类化石及虫迹，多含 椭球状菱铁结核，常见水平层理，缓波状层理、斜纹层理及小角度交错层 理。 2二叠系下统下石盒子组（P1XS） 第二含煤段：揭露厚度 116.73162.11m，平均厚 145.63m，含煤 512 层（49 煤组） ，平均厚 11.09m，含煤系数 7.61%。其中 4-1、4- 2、5-1、5-2、6、7-2、8 煤为可采煤层或局部可采煤层。底部为灰白色中粗 砂岩或中砂岩，胶结物为泥钙质，粒度分选及磨圆度一般较差。局部含砾 及泥质包体，其长轴方向与层面一致。见冲刷现象。此层砂岩为与第一含 煤段的分界；其上为铝质泥岩或花斑状泥岩，全区普遍发育，呈乳灰色、 银灰色、致密、具滑感及贝壳状断口，含鲕粒，直接覆盖于底部砂岩之上， 为本区标志层，是煤层对比的主要标志层；其上为泥岩夹粉、细砂岩。 3二叠系上统上石盒子组（P2SS） 揭露厚度 480.58554.69m，地层平均厚 517.74m，分五个含煤段： 第三含煤段：揭露厚度 77.8107.5m，平均厚 93.62m，含煤 07 层 (11 煤组)，平均厚 2.10m，含煤系数 2.24%。其中 11-1、11-2 煤为可采煤层 或局部可采煤层。底部 9 煤顶砂岩是上、下石盒子组的分界，厚度变化较 大，局部相变为粉砂岩或砂质泥岩，下部为泥岩、砂质泥岩，少有花斑。 中部以泥岩、砂质泥岩为主，夹粉、细砂岩，颜色为灰深灰色，常见含 菱铁鲕粒及椭球状菱铁结核并有花斑状泥岩；中上部含煤 3 层，其中 11-2 煤较厚而稳定，煤层附近可见有小的椭球状菱铁结核。上部主要为泥岩， 夹中、细砂岩、砂质泥岩及砂泥岩互层。 第四含煤段：揭露厚度 67101.5m，平均厚 82.09m，含煤 16 层 (1215 煤组)，平均厚 5.17m，含煤系数 6.3%。其中 13-1 煤是主要可采煤 层。底部为灰白色石英砂岩或中砂岩，作为与第三含煤段的分界。下部含 鲕花斑状泥岩，分布稳定，为本区主要标志层之一，中部为煤组层位，由 泥岩和煤层组成，夹薄层的粉、细砂岩及菱铁矿层，并发育有稳定的 13-1 煤层及不可采的 12、14、15 煤层，煤层附近可见少量姜状及菱铁结核，并 含丰富植物化石。上部以泥岩类为主，夹砂岩，紫红色、内有 23 层泥岩 具紫红、黄绿色花斑。 第五含煤段：揭露厚度 6197.5m，平均厚 79.44m，含煤 06 层 (16、17 煤组)，平均厚 3.12m，含煤系数 3.93%。其中 16-2、17-1 为局部可 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 5 页 采煤层。本段多呈青灰色、灰绿色，以泥岩、砂质泥岩为主，夹粉、细砂 岩或砂泥岩互层。底部为灰白色石英砂岩或细砂岩与第四含煤段分界。其 上有 14 层紫红棕黄色花斑泥岩，称“小花斑”。中、下部以灰白色、青 灰色、灰绿色粉、细砂岩同泥岩类，构成一套明显的互层沉积，含 1617 煤组。上部以灰深灰色泥岩和深灰灰绿色粉砂岩为主，偶夹薄层花斑 泥岩。由下而上砂岩中长石含量增加，胶结物为硅质、钙质、泥质。层理 类型见波状、交错、透镜状等。16、17 煤层顶部常见有舌形贝化石。 第六含煤段：揭露厚度 77.4109，平均厚 92.31m，含煤 07 层 (1821 煤组)，平均厚 2.51m，含煤系数 2.99%。18、20 煤层发育较好，煤 层厚度可形成可采区，但由于大部分煤芯样灰分超过 40%，使煤层成为不 可采，其它均为不稳定薄煤层。以青灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹粉、细 砂岩，砂岩成分以石英为主。底部以 18 煤下发育的粉、细砂岩为与第五含 煤段的分界。下部常为泥岩、砂质泥岩夹薄层粉、细砂岩，18 煤组底部具 鲕状铝质泥岩；在 18 煤附近夹 13 层硅质海绵岩。含大量的海绵骨针化 石。上部以砂质泥岩、粉砂岩为主，夹薄层砂岩。由下而上岩层变化快， 成分较复杂。 第七含煤段：揭露厚度 131.5195.5m，平均厚 170.28m，含煤 09 层 (2226 煤组)，平均厚 2.13m，含煤系数 1.25%。均属不稳定不可采煤层。 本段岩层颜色以灰色为主，深灰色次之，个别为青灰色。由深灰色泥岩、 砂质泥岩夹砂岩、粉砂岩及组成。下部夹灰绿色砂岩或粉砂岩，中部为煤 层组，上部以深灰色泥岩、砂质泥岩为主，夹薄层状砂岩、粉砂岩。 1.2.2 煤层概况煤层概况 本井田含煤地层为石炭系和二叠系，其中二叠系的山西组与上、下石盒 子组为主要含煤层段。井田内二叠系含煤层段揭露厚度 649.95799.10m， 平均 730.83m，共含煤 28 层，煤层总厚 28.58m，含煤系数为 3.91%，可采 煤层共有 13 层，分别为 17-1、16-2、13-1、11-2、11-1、8、7-2、6、5- 2、5-1、4-2、4-1 和 3 煤层，平均总厚为 21.58m。其中 13-1、11-2、8、5-1 和 4-1 煤层为主要可采煤层，平均总厚 12.80m，约占可采煤层总厚的 59.3%。 13-1 煤层：位于第四含煤段中部，钻孔穿过煤层点 85 个，其中可采点 82 个，煤厚 0.776.43m，平均厚 4.20m，可采区一般煤厚 3.44.5m，结 构简单。属全区可采的稳定煤层。煤层顶、底板以泥岩为主，少数为砂质 泥岩、粉、细砂岩。总之，13 煤层的开采条件比较好，对采区的达产和稳 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 6 页 产起着举足轻重的作用。 11-2 煤：位于第三含煤段中部，煤厚 02.02m，平均 1.32m，可采区 一般煤厚 11.5m，结构简单。不可采点零星分布，属大部可采的较稳定煤 层。煤层顶、底板以泥岩为主，少数为粉、细砂岩。 8 煤：位于第二含煤段上部，煤厚 05.77m，平均厚 2.99m，可采区一 般煤厚.23m，结构简单。属大部可采的较稳定煤层。煤层顶、底板以泥 岩为主，局部为砂质泥岩、粉、细砂岩。 1、总体构造特征 本井田位于淮南煤田东北部，淮南复向斜的次级褶皱朱集唐集背斜 及尚塘耿村集向斜的东段，总体构造形态为一连续的背、向斜，北部为 朱集唐集背斜，南翼与潘集背斜北翼构成宽缓向斜，背、向斜轴向为北 西西向，沿轴向有所起伏，其中发育有部分次级褶曲。按其构造特点来划 分，本井田可分为二大块段：七线以东为一走向北北东，倾向北西的单斜 构造，地层倾角一般在 5左右；七二十一线为一宽缓背斜，系朱集唐 集背斜延伸部分，背斜轴部与两翼高差一般为 3050m，地层倾角一般 25。井田内断层较少，一般规模不大，对煤层的影响、破坏作用较弱， 规模较大的主要为井田边界断层或发育在井田深部。 2、断层 本区地质构造简单，断层稀少，区内已发现断层 30 条，其中正断层 17 条，逆断层 13 条。断层展布方向以北西西及北西向为主导，少数为北东向。 综合分析区内断层有以下特征： 正断层较多，逆断层较少。 小断层较多，规模较大断层较少且多为边界断层。 以走向北西西及北西向的断层为主。 1.2.4 水文地质水文地质 朱集井田位于潘谢矿区北部，南部有潘一、潘二、潘三煤矿和正在建设中 潘北煤矿的水文地质条件基本相同，矿井充水水源由新生界砂层孔隙水、 煤系砂岩裂隙水和石灰岩岩溶裂隙水三部分组成。本井田新生界松散层第 四含水层（组）虽然直接覆盖在煤系之上，但远离主采煤层露头，在天然 条件下，四含水通过煤系基岩风化带垂直渗透补给甚微，只能是少量顺层 补给。煤系砂岩水是矿坑直接充水水源，主要煤层之间砂岩裂隙含水层分 布于泥岩、砂质泥岩和粉砂岩之间，砂岩裂隙不发育，分布不稳定，富水 性差异较大，抽水试验结果和生产矿井出水点水量变化趋势，均表明煤系 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 7 页 砂岩裂隙含水层含水性弱，以储存量为主，补给水源贫乏的特点。 3 煤层底板距石炭系太原组第一层灰岩平均距离 32.30m，第一水平（- 970m）灰岩水头压力达 9.7MPa，作用于 3 煤层底板在自然状态下无水流补 给矿坑。若开采 3 煤层时，由于开采深度大、灰岩水头压力高，3 煤底部隔 水层（段）岩石将会因超过极限强度而破裂，引起底鼓，导致灰岩水突入 坑道。尤其是断层切割煤系使主采煤与灰岩间距变小，或使煤层与灰岩直 接 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 8 页 表 1-1 断层情况一览表 地 震 控 制断层 名称 性 质 走 向 倾 向 倾角 （） 落差 （m） 区内 延展 长度 （m） A B C 计 钻探 穿过 可靠 程度 明龙 山 逆 NWW- NW NNE-NE 50-70 1000720029 11 2 42查明 F201 逆 NWW- NW SW50-70600900045 25 4 74查明 F72逆NWWSW30-600-120900018 96 33查明 F202 正NWSW600-4580011267-02查明 F205 逆NWSW13-310-361600北十二 2查出 F207 逆NNENE50-700-30190012 65 23查明 F10正NEENNW600-301300112基本查明 F11逆NWSW50-6010-401900112查明 F12正NEW700-1303500426查明 F13逆NWN60-70 01402500224查明 F14逆NW-NES60-700-10015001113查明 F15逆NWSW50-6007015001214基本查明 F16正NNEW700301600314查明 F17正NESE700-401000112基本查明 F18正NENW70015280336查明 F19正NESE70018360532 10查明 F20逆NEESE650-26420632 11查明 F21正NESE700-20110015 84 27查明 F22逆EWS650-1582012 82 22查明 F23正NWSW7003091012 82 22查明 F24正NWSW60-700-35180016 622查明 F25逆EWS650-10580851 14查明 F26正EWS700-12470543 12基本查明 F27正NNWW700-155708614查明 F28正EWS7004040016 84 2811-5查明 F29正NESE70046140022 10 5 37查明 F30逆NESE60-7002090010 42 16查明 F32逆EWN600-3073011 52 18查明 F33正NWSW60-700-25690853 16查明 F34正NWNE700-2525003216查明 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 9 页 对口，灰岩水以断层带为突破口进入矿坑。 由于 3 煤层分布范围有限，不做开采煤层，所以不会发生煤层底板突 水。 1.2.5 煤层特征煤层特征 井田内二叠系含煤层段揭露厚度 649.95799.10m，平均 730.83m，共 含煤 28 层，煤层总厚 28.58m，含煤系数为 3.91%，可采煤层共有 13 层， 其中 13-1、11-2、8、5-1 和 4-1 煤层为主要可采煤层，平均总厚 12.80m， 约占可采煤层总厚的 59.3%。可采煤层特征具体见表 1-2、表 1-3。 1.2.6 煤层围岩性质煤层围岩性质 煤层围岩性质见表 1-4，表 1-5。 1.2.7 煤的特征煤的特征 本井田可采煤层煤质稳定，主要为中灰、中高高挥发分、特低低 硫、特低低磷、富油高油、中高热值、具强粘结性的气煤，1/3 焦煤 次之。其洗精煤是较为理想的炼焦配煤，洗中煤或原煤可作为动力用煤。 1.2.8 开采技术条件开采技术条件 1、瓦斯 本区根据13-1煤层瓦斯采样资料，计算出吨煤瓦斯涌出量如表1-6所示： 瓦斯成份(%)瓦斯含量(m3/t) 煤层水平(m) 基岩盖层厚度 (m) CH4+C2H6CO2N2CH4+C2H6CO2 501.90-715.60 0.93-94.84 1.37-43.98 2.44-88.27 0.05-15.21 0.13-4.83 13-1-970m 以上 579.52(36)61.71(36) 10.44(36) 27.85(36)4.94(36)0.70(36) 2、煤尘与自燃 本井田13-1煤层为容易自燃自燃煤层。有煤尘爆炸危险。 3、地温 根据九龙岗矿长观孔资料，井田所在地的恒温带深度为自地表向下垂 深30m，相应的温度为16.8。 根据已有测温资料，本井田的地温梯度为1.703.80/hm，平均为 2.83/hm，基本属地温正常区。一级高温区（31）一般出现在-564m以 下，二级高温区（37）一般出现在-736m以下，一水平平均地温为 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 10 页 43.7，属二级高温区。鉴于本井田地温较高，需采取积极的降温措施，以 防热害发生。 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 11 页 综合柱状图 1:200 中、细砂岩:灰白浅灰色,中厚 厚层状,主要成份为石英及长 石,钙质胶结。局部含菱铁细砂 及粉砂岩。具水平层理，分选 差。 岩 岩 岩 岩岩 岩层 厚 泥岩:深灰色,层状,含植物化石 碎片. 13-1煤:块状为主,次为粉末状, 弱玻璃光泽,以亮煤为主,暗煤 次之,夹镜煤条带,属半亮型.结 构简单 3.55.2 4.2 0.845.60 3.7 泥岩:灰色,块状,含植物化石碎 片,偶含黄铁矿薄膜。 . . . . . 灰深灰色砂质泥岩、局部为 菱铁粉砂岩。 4.485.50 5.14 13-2煤:片状、块状为主。属半 暗型。平均厚度0.40m 0.290.60 0.40 灰深灰色泥岩,块状。局部 含粉砂及薄煤线 1.046.50 3.20 2.8210.84 5.34 . . . . . 1.348.40 3.95 灰深灰色泥岩，中夹不稳定 两层煤线（13-1下煤及12煤， 单层均厚0.4m）。局部含粉 砂质泥岩。 0.6015.35 5.70 中细砂岩及粉砂岩:灰白浅灰 色,中厚厚层状,主要成份为石 英及长石,泥质及钙质胶结。 . . . . 1.264.5 2.2 灰色泥岩，局部夹一层煤线。 厚0.4m。 1.905.40 4.2 粉砂岩:浅灰色,中厚厚层状, 泥质胶结。 . . . . . . 粉细砂岩:灰白浅灰色,中厚 厚层状,泥质及钙质胶结。 2.613.7 7.8 2.215.4 6.5 图 1-2 朱集矿煤层柱状图 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 12 页 Mad (%)Ad (%) Vdaf (%) (850) St,d (%) Pd (%) Qb,d (MJ/) Y () Cdaf % 指标 煤层原煤原煤浮煤原煤原煤精煤原煤精煤精煤 0.70-2.5415.17-36.226.88-13.3033.65-45.290.11-0.730.001-0.14020.59-29.859.0-21.082.43-88.56 13-1 1.40(72)23.68(68)9.63(67)40.48(68)0.28(65)0.035(65)26.27(67)14.8(50)85.52(21) Ga,dGe,d 灰 成 分 （%） （PPM）（PPM）SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSo3TiO2 ARD 指标 煤层原煤原煤原煤原煤原煤原煤原煤原煤原煤原煤 0.00-2.676-2248.59-62.732.62-7.3626.42-35.000.34-8.260.19-2.010.33-3.140.5-2.641.25-1.57 13-1 1.15(11)10.9(12)54.81(37)4.79(37)30.94(37)2.98(37)1.07(37)1.42(37)1.31(37)1.38(23) 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 13 页 表 1-2 可采煤层主要煤质指标汇总表 表 1-3 采煤层主要煤质指标汇总表 顶 板底 板 岩性 项目 泥 岩粉 砂 岩砂 岩泥 岩粉 砂 岩砂 岩 真密度(kg/m3) 2820 33742449 2919 32452576 3105 33962595 2823 33052524 2986 33562721 3138 33892592 孔隙率(%) 28 . 3 52 . 7 11 . 1 40 . 2 98 . 4 38 . 1 01 . 2 82 . 4 04 . 1 37 . 3 12 . 6 05. 1 44. 2 28 . 4 43 . 1 05. 2 22 . 5 04. 1 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 14 页 抗压强度(MPa) 16.48 30.12090 . 3 50.76 80.18220.27 54.106 40.18390. 4 06.49 90.13890 . 3 31.73 70.10680.36 73.100 30.17690.37 抗拉强度(MPa) 67 . 2 58 . 5 52 . 0 42 . 4 70.1027 . 1 06. 6 30.1121 . 2 76. 2 17 . 9 13. 0 82 . 3 48 . 5 21 . 2 63 . 5 30.1195 . 1 割线模量 (105MPa) 061 . 0 105 . 0 046 . 0 091 . 0 099 . 0 081 . 0 118 . 0 157 . 0 077 . 0 063 . 0 073 . 0 049. 0 099 . 0 134 . 0 051 . 0 109 . 0 136 . 0 092 . 0 泊松比() 29 . 0 362 . 0 158 . 0 19 . 0 244 . 0 132 . 0 19 . 0 229 . 0 157 . 0 21. 0 272 . 0 176 . 0 17 . 0 255 . 0 127 . 0 19 . 0 274. 0136 . 0 表 1-4 岩石物理力学性质试验成果汇总表 层 位 岩石 名称 RQD（%） 平均值 岩石质 量描述 岩体完整 性评价 岩石质 量等级 抗压强度 (MPa) 岩体质 量指标 岩体 质量 泥岩55中等的岩体中等完整 40.280.74中等 顶板粉砂岩60中等的岩体中等完整 93.381.87良 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 15 页 表 1-5 可采煤层顶底板岩石及岩体质量等级统计表 砂岩63中等的岩体中等完整 137.92.90良 泥岩64中等的岩体中等完整 46.370.99中等 粉砂岩76好的岩体较完整 89.702.27良底板 砂岩74中等的岩体中等完整 96.982.39良 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 16 页 2 井田境界和储量 2.1井田境界(本设计只涉及13-1煤层) 2.1.1井田境界井田境界 朱集东井田属朱集井田一部分，位于淮南潘谢新区内。 淮南潘谢矿区 总体规划编制时（2004 年 6 月） ，朱集井田正在进行地质普查工作，勘查 深度为-1000m，引用的地质资料属普查初步资料。2007 年 5 月，安徽省煤 田地质局勘查研究院提交了安徽省淮南煤田朱集东井田煤炭勘探报告 ， 根据勘探报告，朱集东井田东、南至井田勘查登记范围，西至 27 勘探线， 北至明龙山断层，走向长约 7.9km，倾向宽约 3.6km，面积约 28.89km2。 2.2矿井的工业储量 2.2.1井田的勘探类型井田的勘探类型 本井田勘探工作始于 2006 年 8 月，至 2007 年 4 月结束。完成钻孔 65 个（其中 2 个孔上段启封,下段延深） ，工程量 77828.40m(包括启封及延深 工程量)，其中地质兼水文孔 6 个，水文工作量 5907.61m，抽水 6 次。二维 地震精查完成测线 15 条，测长 96.535km，完成生产物理点 4122 个，试验 物理点 8 个，总共完成物理点 4130 个。三维地震有效控制面积 19.82km2, 测线 48 束,生产物理点 15597 个,试验物理点 447 个,低速带调查点 380 个,总 共完成物理点 16424 个。 本井田地质勘探类型为精查，属详细勘探。井田范围钻孔分布均匀，勘 探详细。因此，本区构造、煤层、煤质、水文地质及其他开采技术条件等 的控制程度和高等级储量比例已达到规范要求，基本上能满足矿井设 计的需要。 13-1 煤层最小可采厚度为 0.77m.,最大可采厚度为 6.43m，平均 4.2m。 2.2.2储量的级别的划分储量的级别的划分 1 、构造划分 本区内含煤地质倾角平缓，产状变化不一，断层稀少，又无岩浆侵入 或影响，属于一类简单的构造。划分个级储量采用的钻探工程线距为： A级1000M、B级2000M、C级4000M。 2 、综合划级 全矿的工业储量（111b+122b）149.76Mt，其中 111b 级储量 99.84 Mt，占 111b+122b 级储量的 67%。煤炭工业设计规范规定大型矿井中的高级 储量 111b 级应占（111b+122b）级的 50%以上，由此可知，该矿的高级储 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 17 页 量符合煤炭工业设计规范的要求。 表 2-1 矿井储量汇总 工业资源储量（工业资源储量（Mt） 煤层煤层 111b122b333k 合计合计 13-199.8449.9216.64166.4 2.3矿井的可采储量 2.3.1保护煤柱储量计算保护煤柱储量计算 1、各类永久煤柱留设 （1） 断层煤柱的留设 根据煤炭工业设计规范要求：断层煤柱尺寸的大小取决于断层性 质，断距，含水情况，落差很大的短断距。落差大于50m断层一侧煤柱不小 于30m，20m50m断层的一侧留10m15m的煤柱，小于20m的小断层一般 可以不留设煤柱。按规范的要求计算全矿井断层煤柱为0.76Mt。 （2） 防水煤柱 防水煤柱的计算结果高度一般为5080m。 （3）工业场地煤柱 按煤炭工业设计规范要求，特大型矿井工业场地的面积为0.81.1 公顷/104t，本矿井的生产能力是1.5Mt/a，所以本矿井的工业场地的面积为 12公顷。本工业场地的倾向长度和和走向长度是300400，保护煤柱带的宽 度是根据受保护对象的保护等级确定的。按建筑物和构筑物的重要性、用 途以及开采引起的后果，把矿区范围内的的建筑物和构筑物氛围4个保护等 级，本工业场地选用等级，则工业场地每一侧加15m，那么现在工业场地 的面积为330430m。根据垂直剖面法作图，如图2-1所示。 （4）矿井边界煤柱 矿井边界煤柱留设如下：西部与潘北矿井相邻，本矿一侧留设50m边界 保护煤柱；东部与皖北局矿井相邻，本矿一侧留设50m边界保护煤柱；北部 以明龙山断层为界，本矿一侧留设50m边界保护煤柱；南部以F72断层为界， 本矿一侧留设50m边界保护煤柱。合计6.04Mt。 中国矿业大学 2009 届本科毕业设计 第 18 页 - - - - 图2-1 工业广场保护煤柱剖面图 2、各类永久煤柱损失的计算方法 各类永久煤柱损失的计算公式如下： P=SM/cos (2.1) 式中 P永久煤柱损失煤量，万t； S煤柱的面积，m2； M煤层平均厚度； 煤的平均容重，t/m3； 煤层平均倾角， 。 各类永久煤柱损失的计算结果如表22，23 表2-2 各类煤柱损失 煤柱 容重 （t/m3） 煤层厚度 （m） 煤层倾角 () 面积 （m2） 煤量 （Mt） 工业广场1.424.25170023310.18 断层保护煤柱1.424.25133